## Jurnal V-Mac,Vol. 6 No.2 :46-51,2021,ISSN2528-0112(online)

## PengaruhPola Pemasangan danRasio Dimensi Propeller Terhadap Unjuk Kerja Perahu Tipe Penggerak
Contra Rotation Propeller
1 Fasrul Anugrah, 2 Ikhwanul Qiram, 3 Anas Mukhtar
1) Alumni Prodi Teknik Mesin Universitas PGRI Banyuwangi 2) Prodi Teknik Mesin Universitas PGRI Banyuwangi, Jl. Ikan Tongkol 22 Banyuwangi Jawa Timur 68416 Email: masfasrul14@gmail.com Email Correspondence : ikhwanul@uniba.ac.id

## Abstrack
The propeller is an important part of the ship's propulsion installation. Differences in propeller design can affect  the  propulsion  performance  of  the  ship.  This  study  aims  to  determine  the  effect  of  variations  in dimension ratio and propeller installation pattern on the performance of the contra rotation propeller type boat. The research was carried out experimentally by using variations of three-dimensional propeller ratios including R 1 (1:1); R 2 (1:1/2) and R 3 (1:1/4), while the pattern of placement of the shaft tilt angle includes 15 o and 20 o . The flow pattern is conditioned with the waveless and wavy flow. Data collection includes boat speed  and  visualization  of  fluid  flow  behind  the  propeller  which  is  then  analyzed  to  obtain  performance characteristics  for  each  variation  used.  The  results  showed  that  the  dimension  ratio  and  the  pattern  of contra rotation propeller installation affected the speed and thrust of the boat, where the optimum power was obtained at the variation of the ratio R 2 at a shaft tilt angle of 15 o with the provision of a water flow mechanism  without  waves  resulting  in  a  speed  of  0.576923  cm/second  and  under  conditions  of  wavy  at 0.523256 cm/second. The greatest thrust occurs in conditions of water flow without waves at the variation of  the  ratio  R 2 with  a  value  of  33.23  kN  and  in  wavy  conditions  of  30.13  kN.  Visualization  of  fluid  flow behind  the  shaft  has  shown  the  performance  of  the  contra  rotation  propeller  in  various  variations  given through changes in the shape and length of the resulting path.
Keywords :  dimension  ratio,  installation  pattern,  contra  rotation  propeller,  boat performance
1.  PENDAHULUAN Faktor Penentu keberhasilan operasi penangkapan ikan yaitu kecepatan kapal, kecepatan  kapal  dipengaruhi  oleh  daya  mesin, umur  mesin,  jumlah  daun  propeller,  dan  sudut kemiringan  poros  propeller  [1,  2,  3,  4].  Dalam pembuatan  desain  propeller  akan  menghasilkan gaya  dorong  ( thrust) yang  berbeda  pula,  semakin besar  luas  bidang  atau  luas  penampang  akan mempengaruhi  daya  dorong  dan  kecepatan  pada laju kapal [5].
Poros  propeller  merupakan  salah  satu  bagian terpenting  dari  instalasi  penggerak  kapal  yang berfungsi  untuk  meneruskan  tenaga  dari  mesin induk  ke  propeller  sehingga  dapat  menghasilkan tenaga  dorong  pada  kapal  [6,  7].Propeller  pada umumnya  diletakkan  pada  dudukan  yang  lebih rendah  di  bagian  belakang  kapal  [8].Penempatan poros  dan  sudut  kemiringan  poros  propeller  yang tepat akan mempengaruhi gaya dorong [5].
Hasil penelitian  menunjukkan bahwa semakin kecil  sudut  bilah  pada  sisi  belakang  maka  pola aliran  terlihat  semakin  berbelok,  sementara semakin  besar  sudut  bilah  maka  pola  aliran
semakin  terlihat  lurus  [9],  dan  semakin  kecil  nilai kemirigan  baling-baling  (skew)maka  gaya  dorong yang  semakinBesar  [10].Pada  aspek  peralatan penunjang teknis juga dilakukan untuk memprediksi  usia  kelelahan  komponen  baling- baling  kapal  [11].  Dimana  semakin  tinggi  sudut skew, maka  umur  kelelahan  baling-baling  akan semakin meningkat [12].
Pada  umumnya  kapal-kapal  ikan  nelayan tradisonal  dibuat  dari  kayu  dengan  pola  yang seragam.  Pola  ini  diperoleh  secara  empiris  dari ilmu  warisan  turun-temurun  [13].  Hampir  semua pengrajin pembuat kapal tidak megetahui seberapa besar nilai hambatan kapal yang mereka buat [14]. Padahal  nilai  hambatan  kapal  sangat  berpengaruh pada perancangan propeler. Karena agar kapal bisa bergerak  dengan  kecepatan  yang  diinginkan, diperlukan  propeler  yang  bisa  menghasilkan  gaya dorong  yang  nilainya  lebih  besar  dari  hambatan kapal  [15].  Dari  studi  yang  telah  dilakukan sebelumnya  menunjukan  keunggulan contra- rotation  propeller dibandingkan  dengan single - rotation  propeller memiliki  peningkatan  efisiensi baling-baling sekitar 9% hingga 20%.[16], 0,988%
dari  RPM  412,  (16.935  kN)  tanpa  propeler  bebas putar, (17.129 kN) menggunakan propeller putaran bebas [8].Modifikasidilakukan untuk mendapatkan perbandingankecepatan  dan  gaya  dorong  disetiap rasiocontra  rotation  propeller  terhadap  performa perahu.Oleh  sebab  itu  perlu  dilakukan  penelitian lebih jauh untuk mengetahui pengaruh variasi rasio dimensi  dan  pola  pemasangan  propeller  terhadap unjuk  kerja  perahu  tipe  penggerak  contra  rotation propeller.

## 2.  METODOLOGI PENELITIAN
Contra Propeller Desain konstruksi penggerak kapal Mekanisme aliran tanpa gelombang Pola pemasangan propeller Performa kapal Kecepatan Gaya Dorong (thrust) Rekomendasi perbaikan desain Rasio dimensi propeller Sudut kemiringan poros Mekanisme aliran dengan gelombang

## Gambar 1.Kerangka pikir penelitian

## 2.1 Variabel penelitian
Variabel bebas pada penelitian ini yaitu a. Rasio diameter propeller (R 1 ), (R 2 ) dan (R 3 )
 R1 =(1:1)
1. Propeller 1 dengan ukuran 5x3 cm
2. Propeller 2 dengan ukuran 5x3 cm.
 R2 = (1:  )
1. Propeller 1 dengan ukuran 5x3 cm
2. Propeller 2 dengan ukuran 2,5 x 1,5 cm
 R3 = (1: )
1. Propeller 1 dengan ukuran 5x3 cm
2. Propeller 2 dengan ukuran 1,25 x 0,75 cm.
Tipe I Tipe II (R1) Tipe I Tipe II (R2) Tipe I Tipe II
(R3)
Gambar 2. Skema rasio dimensi propeller
b. Pola pemasangan propeller meliputi:
 P1  :  Sejajar dengan posisi silang
 P2  :  Sejajar  dengan  posisi  tegak  Vertical  dan horizontal
 P3 :  Posisi saling sejajar.
P1 P2 P3
Gambar 3. Pola pengatutan posisi propeller
Sedangkan  untuk  variabel  terikat  dalam  penelitian ini  adalah  kecepatan  perahu  dan  gaya  dorong perahu.
2.2 Skema Alat Penelitian
200 cm 180 cm 30 cm 22 cm pipa pvc Water in Water out Mekanisme pembuat ombak Kait lintasan
Titik awal Titik akhir stopwatch Penampung media air Sudut kemiringan poros Propeller contra rotation Permukaan Air 22 cm 4 cm 277 gr Keterangan : Panjang kapal : 22 cm Tinggi : 4 cm Lebar : 17 cm Massa : 227 gr 17 cm
Gambar
4.Desain perahu sebagai media penelitian
Dinamo motor DC Gear Poros bagian 1 Poros bagian 2 Propeller 1 Propeller 2 Arah putaran searah putaran jarum jam Arah berlawan tidak searah putaran  jarum jam Gambar 5. Skema pengerak contra rotation Kait penahan
Tinta penjejak Kamera
Gambar  6.  Skema  pengambilan  data  visualisasi aliran
180 o Jarak antar contra rotation propeller Baling-baling bagian 1 Baling-baling bagian 2 90 o Jarak antar contra rotation propeller Baling-baling bagian 1 Baling-baling bagian 2 30 o Jarak antar contra rotation propeller Baling-baling bagian 1 Baling-baling bagian 2

## 3. HASIL DAN DISKUSI
Tabel 1. Kecepatan Tabel 2. Gaya Dorong Jenis Posisi Propeller Jenis Aliran Variasi Rasio Propeller R1 R2 R3 P1 TG 15 0,37 0,58 0,54 G 15 0,34 0,52 0,50 TG 20 0,36 0,52 0,51 G 20 0,34 0,49 0,42 P2 TG 15 0,36 0,55 0,55 G 15 0,34 0,52 0,50 TG 20 0,35 0,51 0,51 G 20 0,32 0,46 0,45 P3 TG 15 0,34 0,55 0,51 G 15 0,33 0,48 0,47 TG 20 0,32 0,54 0,50 G 20 0,31 0,45 0,44 Jenis Posisi Propeller Jenis aliran pada sudut Variasi rasio propeller R1 R2 R3 P1 TG 15 1,25 1,42 1,10 G 15 1,14 1,29 1,01 TG 20 1,21 1,28 1,04 G 20 1,13 1,20 0,87 P2 TG 15 1,22 1,36 1,12 G 15 1,13 1,27 1,02 TG 20 1,16 1,26 1,04 G 20 1,09 1,14 0,92 P3 TG 15 1,14 1,36 1,05 G 15 1,11 1,19 0,95 TG 20 1,08 1,34 1,03 G 20 1,02 1,12 0,89

## 3.1 Grafik Hasil penelitian
Gambar 7.Grafik  kecepatan perahu  dengan variasi contra rotation pada  sudut kemiringan poros 15 0 dan 20 0 : (a) posisi  propeller P1, (b) posisi propeller P2, (c) posisi propeller P3

## Jurnal V-Mac,Vol. 6 No.2 :46-51,2021,ISSN2528-0112(online)
Gambar 8. Grafik gaya dorong perahu dengan variasi contra rotation pada sudut kemiringan poros 15 0 dan 20 0
:(a) posisi propeller P1, (b) posisi propeller P2, (c) posisi propeller
Gambar 9 . Grafik visualiasi panjang lintasan aliran gelombang aliran pada setiap variasi rasio contra rotation propeller.
Hasil  penelitian  telah  menunjukkan  bahwa perbandingan rasio dimensi propeller serta pengaturan sudut kemiringan poros pada penggerak perahu  tipe contra  rotation  propeller berpengaruh terhadap  kecepatan  dan  gaya  dorong  perahu. Melalui  gambar  7  dan  8  telah  ditunjukkan  bahwa penempatan  sudut  kemiringan  poros  sebesar  15 o mampu  memberikan  tekanan  lebih  gaya  dorong perahu  yang  lebih  besar  sehingga  menghasilkan kecepatan  yang  lebih  optimal.  Hasil  ini  sesuai dengan Munawir (2017) dimana dalam penelitiannya  pengaturan  sudut  kemiringan  poros sebesar  15 o menghasilkan  kecepatan  dan  gaya dorong  perahu  lebih  besar.  Akan  tetapi  kondisi  ini berbanding  terbalik  pada  sudut  kemiringan  20 o bilah propeller yang  justru  memberikan  gaya angkat  pada  perahu  sehingga  kecepatan  yang diperoleh lebih rendah. Kondisi ini dapat ditampilkan  melalui  visualisasi  pola  aliran  pada Gambar 10 dan 11.
(a)
(b)
(c)
Gambar  10.  Panjang  lintasan  gelombang  variasi Contra  Rotation  Propeller (a).R1,  (b).  R2,  (c).  R3 sudut kemiringan 15 0

## Jurnal V-Mac,Vol. 6 No.2 :46-51,2021,ISSN2528-0112(online)
(c)
Gambar  11.  Panjang  lintasan  gelombang  variasi Contra  Rotation  Propeller (a).R1,  (b).  R2,  (c).  R3 sudut kemiringan 20 0
Penempatan sudut
poros
memicu
terbentuknya gaya dorong perahu yang dipengaruhi oleh  penggunaan  rasio  dimensi  bilah contra rotation. Dengan  rasio  (R2)  nilai  kecepatan  dan gaya dorong propeller perahu cenderung meningkat.  Namun  sebaliknya  dengan  rasio  (R1) dan  (R3)  performa  perahu  mengalami  penurunan. Hal  ini  dikarenakan  setiap  bilah  akan  berputar  dan memberikan  gaya  dorong  pada  perahu.  Gerak propeller menimbulkan tekanan air dengan lintasan yang cenderung mengikuti diameter bilah propeller. Maka  dari  itu,  dengan  perbandingan  ukuran  yang berbeda  potensi  gangguan  aliran  pada  masing- masing lintasan akan dapat meningkatkan performa perahu saat melaju.
Selain  posisi  sudut  poros  dan  rasio  propeller, pengaturan posisi bilah pada masing-masing variasi tidak  banyak  memberikan  pengaruh  terhadap performa  perahu.  Sebagaimana  dapat  dilihat gambar pada grafik 10, baling-baling posisi P1, P2 dan  P3  memiliki  gaya  dorong  yang  tidak  terlalu signifikan.  Lintasan  gelombang  yang  dihasilkan dari  perlakuan  mekanisme  aliran  air  yang diteruskan  baling-baling  mendapatkan  ukuran dimensi  dan  lintasan  berbeda-beda  dilihat  pada gambar pada grafik 11. Rasio R1 menghasilkan luas dimensi dan lintasan paling luas sementara pada R2 dan  R3  menghasilkan  dimensi  dan  lintasan  yang menyusut.  Jika  ditinjau  dari  aspek  waktu  tempuh perahu  maka  rasio  dimensi propeller pada  tipe  II berpengaruh  secara  signifikan  terhadap  gaya dorong propeller pada  perahu.  Dimana  semakin luas  dan  semakin  kecil  baling-baling  akan menghasilkan  efek  terhadap  penurunan  gaya dorong  perahu  sebagaimana  hasil  yang  didapatkan pada  variasi  R1  dan  R3.  Akan  tetapi    dari  variasi tipe  II  pada  ukuran  R2  mampu  menghasilkan kecepatan  dan  gaya  dorong  lebih  besar,  hal  ini diebabkan  perbedaan  dimensi  sebesar  ½  dari ukuran  bilah  R1  lebih  mampu  memanfaatkan potensi  daerah  kosong  sehingga  2  aliran  yang terbentuk cenderung mengalir dengan lintasan yang tidak saling bergesekan. Fenomena aliran sebagaimana ditunjukkan melalui gambar 12 dan 13 telah  mengungkap  unjuk  kerja contra  rotation propeller dengan performa yang lebih baik.

## 4. KESIMPULAN DAN SARAN
4.1  Kesimpulan
Adapun  kesimpulan  yang  diperoleh  dalam penelitian ini antara lain :
1. Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  rasio dimensi  dan  sudut  pemasangan  propeller berpengaruh  terhadap  unjuk  kerja  perahu  tipe penggerak  contra  propeller,  sedangkan  untuk pola pemasangan sudu tidak berpengaruh secara signifikan  terhadap  unjuk  kerja  perahu  tipe penggerak contra propeller
2. Nilai  kecepatan  daya  gaya  dorong  propeller akan  semakin  rendah  akibat  pemberian  efek gelombang.
3. Rasio  dimensi  sudu  propeller  berpengaruh terhadap  gaya  dorong  dan  kecepatan  perahu, dimana  kecepatan  dan  gaya  dorong  perahu paling  tercepat  pada  variasi  R2dengan  sudut kemiringan  poros  15 o pada  perlakuan  tanpa gelombang,  sedangkan  nilai  terendah  terjadi padavariasi  R1  dengan  sudut  kemiringan  poros 20 o pada perlakuan efek gelombang .

## 4.2 Saran
Saran  yang  didapat  dari  penelitian  ini  adalah sebagai berikut:
1. Penelitian  selanjutnya  dapat  mengembangkan contra rotation prepeller variasi sudu lengkung ( skew )  baling-baling  dan  pengaturan  jarak baling-baling.
2. Penelitian  dapat  dikembangkan  pada  jenis-jenis perahu  atau  kapal  laut  dengan  kondisi lingkungan air yang berbeda.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]. Ida  Nur  Aini,  Herry  Boesono,  Indradi Setiyanto,2015,
Journal of Fisheries Resources Utilization Management and
Technology ,  Speed  Boat  Test  Using  Two  and Three  Propeller  Shaft  in  the  Tambak  Lorok Waters  Semarang ,  Vol.  4,  No.  4,  Halaman, 39-49.
[2]. Rizqi  Ilmal  Yaqin,  Angger  Bagus  Prasetiyo, Pritiansyah  Pritiansyah,  Muhammad  Haritsah Amrullah, Binsar Maruli Tua Pakpahan, 2020 , JTT  (Jurnal  Teknologi  Terapan), Studi Numerik Umur Kelelahan (Fatigue Life) Pada Propeller  Kapal  Penangkap  Ikan  Dengan Kapasitas Mesin 24 Hp, Vol. 6, No. 1, p-ISSN 2477-3506 e-ISSN 2549-1938.
[3]. Gatut  Rubiono,  Bayu  Septa  Martaviano,2020 , Jati  Emas  (Jurnal  Aplikasi  Teknik  dan
Pengabdian Masyarakat), Reduksi Resiko Dan Peningkatan Efisiensi Kerja Kelompok Nelayan  Sampan  Layar  Di  Desa  Alasrejo Kecamatan Wongsorejo Kabupaten

## Jurnal V-Mac,Vol. 6 No.2 :46-51,2021,ISSN2528-0112(online)
Banyuwangi. Program  Studi  Teknik  Mesin, Universitas  PGRI  Banyuwangi.  Vol.  4  No.  2 Oktober . ISSN: 2550-0821.
[4]. Andi  Trimulyonokiryanto,  2015, Analisa Efisiensi Propeller B-Series dan Kaplan pada Kapal  Tugboat  ARI  400  HP  dengan  Variasi Jumlah  Daun,  Sudut  Rake,  Menggunakan CFD . Vol. 12, no.2, pp. 112-113.
[5]. Ahmad  Munawir,    Jurnal  V-Mac, Studi Kemiringan  Poros  Baling-baling  Terhadap Daya  Dorong  Kapal      laut .  Teknik  Mesin Universitas  PGRI  Banyuwangi,  Vol.  2  No.  1, 18-24, ISSN 2528-0112 (online).
[6]. Errie  Tria  Faizal,  Arif  Winarno,  Muhammad Riyadi,  2019, Analisa  Teknis  Pengaruh Panjang  Poros  Yang  Berbeda  Terhadap Thrust  Pada  Kapal  Nelayan  Di  Lamongan . Fakultas Teknik dan Ilmu Kelautan Universitas  Hang  Tuah,  Surabaya.  ” Implementasi  Hasil  Riset  Sumber  Daya  Laut dan  Pesisir  Dalam  Peningkatan  Daya  Saing Indonesia.
[7]. St  Aisjah  Farhum,  Ilham  Jaya,  Muh  Iqbal Quraisyin,  Resky  Dwiyanti  Risa,  2020, Comparison  of  propeller  thrust  based  on  the purse  seiner  body  shape, Series:  Earth  and
Environmental  Science  564    012077  IOP Publishing doi:10.1088/1755- 1315/564/1/012077.
[8]. Nursalim,  Arif  Winarno,  2018, Analisa  Gaya Dorong Kapal Tunda DPS IX Karena Adanya Penambahan  Propeler  Bebas  Putar  Dengan
Menggunakan Metode Computed Fluid Dynamic  (CFD) ,  Prodi  Teknik  Sistem
Perkapalan, Universitas Hang Tuah, Surabaya, ” Implementasi Hasil Riset Sumber Daya Laut dan Pesisir dalam Rangka Mencapai Kemandirian Ekonomi Nasional.
[9]. Pribadyo,  Hadiyanto,  Jamari,  2020,  Jurnal Mekanova, Simulasi
Performa Turbin Propeller Dengan Sudut Pitch Yang
Divariasikan ,  Vol  6  No.  1,  April    P-ISSN  : 2477-5029.
[10]. Fadli  Nuriman,  Ahmad  Fauzan  Zakki, Hartono Yudo, 2020, Jurnal Teknik Perkapalan, Perancangan  Propeler  Kapal
Selam  Komersial  Tipe  B  series  X-80  Dengan Variasi  Sudut  Skew  dan  Jumlah  Daun  Untuk Mengoptimalkan  Nilai  Thrust ,  Vol.  8,  No.  3 Juli. Teknik Perkapalan
Universitas
Diponegoro.
[11]. Hilman  Andriyana  Hidayatis  Salam,  Imam Pujo  Mulyatno,  Muhammad  Iqbal,  2017,
Jurnal  Teknik  Perkapalan, Analisa  Kelelahan Propeller  Kapal  Ikan  PVC  Dengan  Metode Elemen  Hingga, Vol.  5,  No.  1  Januari. Departemen  Teknik  Perkapalan,  Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro.
[12]. Raldimaz  Islahan,  Ahmad  Fauzan  Zakki, Imam  Pujo  Mulyatno,  2020 Analisa  Pengaruh
Modifikasi  Sudut  Skew  Propeller  B5-80 Terhadap Umur Kelelahan Pada Kapal Kriso Container  3600  TEUs.  Teknik  Perkapalan Universitas  Diponegoro,  1  Vol.  8,  No.  3  Juli ISSN 2338-0322.
[13]. Egi  Juniawan,  Ari  Wibawa  Santosa,Sarjito Jokosisworo,2015, Jurnal Teknik Perkapalan, Analisa Kekuatan Sambungan
Kayu  Laban  (Vitex  Pinnata  L.)  Pada Konstruksi Gading Kapal Tradisional ., Vol. 3, No.  1  Januari.  Teknik  Perkapalan,  Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Indonesia.
[14]. Syaiful  Arifin,  Parlindungan  Manik,  Berlian Arswendo  ,  2017,  Jurnal  Teknik  Perkapalan, Analisa  Pengaruh  Geometri  Lunas  Bilga Berbentuk  Trapesium  terhadap  Performa Kapal  pada  Kapal  Ikan  Tradisional  (Studi Kasus  Kapal  Tipe  Kragan)  menggunakan Metode Computational Fluid Dynamic (CFD), Vol.  5,  No.  4  Oktober.  Departemen  Teknik Perkapalan,  Fakultas  Teknik,  Universitas Diponegoro.
[15]. Budi  Utomo,  Samuel  Febriary  Khristyson, 2019, Studi  Perancangan  Propulsi  Kapal  Peti Kemas  100  Teus. GEMA  TEKNOLOGI  Vol.
20  No.  2  Periode  Oktober.  Teknologi Perencanaan dan Konstuksi Kapal,
Departemen  Teknologi  Industri,  Sekolah Vokasi Universitas Diponegoro, [16]. Eyal Kravitz,(2011). Analysis and Experiments  for  Contra-Rotating  Propeller . Department of Mechanical Engineering January  8.  MASSACHUSETTS  INSTITUTE OF TECHNOLOGY.